Vergassen van slib in superkritisch water

Het benutten van de energiewaarde in natte biomassa (zoals bijvoorbeeld zuiveringsslib of mest) is lastig vanwege het hoge water gehalte. Vergisting van biomassa wordt vaak gebruikt voor de winning van biogas, maar kan meestal maar 40-60% van de organische stof omzetten. Hierdoor blijft er een moeilijk verwerkbaar digestaat over. Voor de volledige benutting van de energiewaarde van de biomassa is het nodig de slibstroom te ontwateren en te drogen. Hier is vaak evenveel energie voor nodig als opgewekt kan worden met de gedroogde slibstroom.

Het zou is daarom interessant om methoden te ontwikkelen waarbij de energiewaarde van de biomassa toch volledig benut kan worden zonder dat al het water verdampt hoeft te worden. Dit is te bereiken door het slib onder druk te brengen en de temperatuur te verhogen. Bij een druk van 218 bar en 374 C bereikt water het zogenaamde “kritische punt“. Boven deze druk en temperatuur is er geen onderscheid meer tussen de vloeibare en gasfase van het water. Onder deze omstandigheden kan de biomassa vergast worden zonder dat alle water verdampt hoeft te worden. Hierdoor is de vergassing van slib in superkritisch water interessant voor de verwerking van natte biomassa stromen.

De vergassing van slib in superkritisch water is ook nog om een andere reden interessant omdat superkritisch water bijzondere eigenschappen heeft. Zo worden bijvoorbeeld slecht oplosbare organische stoffen in superkritisch water opeens zeer goed oplosbaar, terwijl goed oplosbare zouten (zoals NaCl) opeens neerslaan. Dit biedt kansen om op een geheel andere  manier nutriënten als ammonium en fosfaat uit de biomassa terug te winnen.

Nederland heeft een unieke kennisinfrastructuur met betrekking tot het vergassen van biomassa in superkritisch water. Universiteit Twente heeft onderzoek naar deze techniek gedaan en ook de TU Delft is begonnen met onderzoek op dit onderwerp. Verder werkt Wetsus in samenwerking met de Universiteit Twente aan het ontzouten van water onder superkritische omstandigheden. Bovendien zijn diverse MKB-bedrijven (Gensos, Sparqle, Procede) begonnen met het commercialiseren van deze techniek. Zowel Gensos als Sparqle zijn op dit moment proefinstallaties aan het realiseren. Hun focus ligt op de verwerking van dierlijke mest.

Ook de Nederlandse waterschappen hebben veel interesse in deze techniek voor de verwerking van het zuiveringsslib dat overblijft na het zuiveren van rioolwater. In een Green Deal met de rijksoverheid hebben de waterschappen afgesproken om nader onderzoek te gaan doen naar de haalbaarheid van deze techniek. Dit onderzoek wordt gecoördineerd door de STOWA.

VERENA proefinstallatie
VERENA proefinstallatie

In opdracht van STOWA coördineert AIFORO proeven voor de vergassing van zuiveringsslib. Deze proeven zullen gaan plaatsvinden in Karlsruhe Institute of Technology. De proeven vinden hier plaats omdat men beschikt over de VERENA-installatie. Dit is de grootste proefinstallatie voor het vergassen van biomassa onder superkritische omstandigheden. In de eerste helft van 2014 hebben proeven op benchscale plaatsgevonden. Begin 2015 vinden twee proeven plaats op pilot schaal in de VERENA installatie (ca 50 kg/h). Deze proeven moeten meer inzicht geven in de haalbaarheid van deze techniek en ook de ontwikkeling van deze techniek versnellen.